Lorsque Ethereum a été créé en 2015, il a ouvert un nouveau monde de possibilités pour la technologie de la blockchain, lancée à l’origine pour le Bitcoin. Vitalik Buterin, le fondateur d’Ethereum, était devenu frustré par les limites du Bitcoin et a pensé que la blockchain pouvait faire bien plus que faciliter l’émergence des monnaies numériques. L’introduction de contrats intelligents ‘smart contracts’ a conduit à l’émergence d’une multitude d’innovations parmi lesquelles on trouve les applications décentralisées (dApps), la finance décentralisée (DeFi) et les jetons non fongibles (NFT).
Cependant, Ethereum a, en quelque sorte, été victime de son propre succès. Devenant plus populaire, son réseau est également devenu plus encombré. Les utilisateurs sont souvent rebutés par les frais de transaction élevés, tandis que les scientifiques et les médias grand public n’ont de cesse d’attirer l’attention sur les énormes demandes d’énergie qui alimentent les machines du réseau.
Les développeurs d’Ethereum ont passé des années à travailler sur des solutions innovantes pour répondre à certains des plus grands défis auxquels le réseau est confronté. De nombreuses options sont maintenant sur le point d’être activées alors que les progrès se poursuivent vers un déploiement complet de la version 2.0 d’Ethereum. Voici donc trois des plus grands défis auxquels est confronté le challenger du Bitcoin et les solutions qui ont été proposées.
1. Le problème de la consommation d’énergie
1.1 Pourquoi Ethereum est-il énergivore ?
Comme pour le Bitcoin, les transactions sur le réseau Ethereum sont vérifiées par des ordinateurs résolvant des problèmes mathématiques complexes. La participation à ce processus est récompensée par la distribution de frais de transaction aux ordinateurs qui résolvent ces problèmes. Ce processus est connu sous le nom de ‘minage’, et le système de consensus qu’il crée porte le nom de ‘preuve de travail’.
Ce système présente divers atouts, notamment la possibilité d’une participation ouverte au réseau et la décentralisation, ce qui entraîne divers avantages en matière de sécurité pour les transactions. Cependant, le processus consomme de grandes quantités d’électricité et l’extraction de crypto-monnaies a par conséquent été critiquée pour son impact environnemental.
Certaines études ont montré que Bitcoin consomme autant d’énergie que l’ensemble de l’Argentine, tandis que l’empreinte carbone de son réseau est aussi grande que celle d’une ville de la taille de Londres. L’impact environnemental des crypto-monnaies telles que Bitcoin et Ethereum devient de plus en plus grave à mesure que les infrastructures informatiques grandissent.
1.2 La solution pour la planète avec la ‘preuve d’enjeu’
La consommation d’énergie d’Ethereum sera très fortement atténuée en passant du mécanisme d’extraction de ‘preuve de travail’ à un système alternatif appelé ‘preuve d’enjeu’ ou encore ‘preuve de participation’.
Ce mécanisme de preuve de participation proposé pour Ethereum 2.0 verra les détenteurs recevoir un minimum de 32 ETH pour exécuter un nœud de réseau capable de vérifier les transactions. Les propriétaires de ces nœuds seront récompensés au hasard par des ETH nouvellement créés pour leur rôle dans la sécurisation du réseau.
Au-delà de la réduction des besoins énergétiques d’Ethereum, la preuve de participation offre des avantages supplémentaires. Le matériel informatique actuellement nécessaire pour exploiter Ethereum est très coûteux, et il existe par conséquent une barrière élevée à l’entrée pour les nouveaux mineurs souhaitant participer au réseau. L’exécution indépendante d’un nœud de réseau présente également un coût important : en prenant une valorisation d’Ethereum à 3 000 $, alors pas moins de 96 000 $ d’Ethereum seraient nécessaires pour faire partie de la preuve du mécanisme de consensus sur les enjeux. Cependant, de nombreuses plateformes d’échanges de crypto-monnaies populaires ont déclaré qu’ils permettraient aux utilisateurs ordinaires de miser des quantités beaucoup plus petites d’Ethereum aux côtés d’autres utilisateurs dans des pools de jalonnement une fois que le mécanisme de preuve de participation sera mis en ligne. On espère que cela conduira à une décentralisation accrue du réseau, rendant Ethereum plus résistant aux attaques.
2. Le problème des frais de transaction élevés
2.1 Pourquoi les frais de gaz d’Ethereum sont-ils si importants ?
Le mécanisme actuel de preuve de travail qui alimente Ethereum voit les utilisateurs payer des frais de gaz qui sont distribués aux mineurs vérifiant les transactions. Ces frais de gaz sont variables et augmentent en période de forte demande. Les utilisateurs sont tenus d’enchérir pour que leurs transactions soient vérifiées par les mineurs, ceux qui paient les frais les plus élevés voient leurs transactions vérifiées en premier. Lorsque le réseau est particulièrement chargé, ces frais peuvent devenir prohibitifs. Ceux qui offrent des frais de gaz inférieurs pour leur transaction peuvent subir de longs retards ou même voir leur transaction entièrement ignorée.
En période de pointe de la demande, les frais de gaz Ethereum ont atteint des niveaux aussi élevés que 70 $ par transaction. Cela rend de nombreux cas d’utilisation d’Ethereum complètement irréalisables. Ceux-ci sont également nettement plus élevés que de nombreux réseaux de crypto-monnaies concurrents, ce qui nuit à la viabilité à long terme d’Ethereum. L’imprévisibilité des frais de gaz est un problème à part entière qui ne plaide pas en faveur de l’adoption du réseau.
2.2 Comment diminuer les frais de gaz avec le ‘sharding’
Il existe déjà un certain nombre de solutions construites sur Ethereum qui peuvent offrir d’énormes réductions des coûts de transaction. Connues sous le nom de solutions de couche 2, elles permettent d’effectuer de nombreuses opérations en dehors de la blockchain principale avant d’être diffusées sur l’ensemble du réseau en un seul gros morceau. Les frais de gaz sont alors partagés par une masse de transactions plutôt que d’être attachés à chaque transaction individuellement.
Une solution à plus long terme au problème des frais de gaz élevés est le partage. Cet aspect d’Ethereum 2.0 devrait être introduit sur le réseau dans le courant de 2023. Le partitionnement ‘sharding’ verra la blockchain Ethereum divisée en 64 ‘fragments’ plus petits. Cela permettra un débit beaucoup plus transactionnel pour le réseau Ethereum et devrait également conduire à une forte réduction des frais de gaz.
3. Le problème du stockage des données de transaction
3.1 Pourquoi Ethereum a-t-il un problème de stockage ?
Afin de s’assurer que tous les ETH du réseau sont correctement comptabilisés, les nœuds du réseau doivent conserver un enregistrement des transactions effectuées sur Ethereum. Ce modèle distribué d’enregistrement des transactions est une caractéristique fondamentale de la technologie blockchain introduite par Bitcoin. Un nœud complet sur le réseau Ethereum conserve les enregistrements des transactions sur les 128 derniers blocs, représentant environ une semaine d’opérations. Les exigences de stockage de ces données varient dans le temps et peuvent dépasser les 1 000 Go.
Au fur et à mesure qu’Ethereum gagne en popularité, les demandes de stockage de données liées à l’exécution d’un nœud de réseau augmentent également. Il s’agit d’un autre obstacle à la décentralisation et d’un défi qui doit être surmonté pour permettre aux applications Ethereum de traiter de grandes quantités de données.
3.2 C’est une nouvelle fois le ‘sharding’ qui devrait résoudre le problème du stockage
Le partitionnement du réseau Ethereum réduira également les besoins en données pour exploiter un nœud de réseau complet. Grâce au sharding, en divisant le réseau Ethereum en 64 fragments, chaque nœud ne devra stocker que 1/64 du total des données. La réduction des demandes de données permet également un plus grand volume de transactions, ce qui devrait considérablement accroître la viabilité des applications Ethereum.
4 – Ethereum 2.0 surmontera-t-il tous ces défis ?
Les solutions proposées pour chacun des trois défis clés d’Ethereum font débat depuis très longtemps. L’évolution vers la version Ethereum 2.0 a déjà commencé et la majorité des solutions devraient être mises en œuvre en 2023. Les partisans d’Ethereum pensent que les changements apportés au réseau, tels que la preuve de participation et le partitionnement, augmenteront considérablement la viabilité à long terme d’Ethereum pour affirmer son potentiel en tant que supercalculateur mondial décentralisé.